CN104847902A - 角阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉一种角阀(1)，其包括阀体(2)和能在阀体(2)中运动的开闭件(3)，其中阀体(2)包括分别在入口段(6)和出口段(7)处敞开的入口(4)和出口(5)，并且包括与入口段和出口段相对应的相应的入口凸缘(8)和出口凸缘(9)，用于将阀与带凸缘的管或设备的带凸缘的口或类似物相连，并且其中阀(1)包括主密封件(10)，该主密封件独立于阀体并且至少部分地容纳在阀体中，主密封件(10)限定开闭件的抵靠座，其特征在于，主密封件包括管状延伸部(12)，该管状延伸部延伸到出口(5)中并且在阀体外部突出超过出口段(7)，从而减少在操作状态下由通过阀(1)的流体引入的湍流。

Description

角阀

技术领域

本发明涉及角阀的一般领域：这些角阀与其他类型的阀的区别在于它们设有不对准的入口段和出口段。

更具体地，所涉及的角阀是用作用于压力膨胀或减压的阀的那些角阀。

这些阀通常可以用作隔断阀或控制阀。

甚至更具体地，相关领域涉及用于生产三聚氰胺的工厂，三聚氰胺的生产通过在热解反应器中生产的三聚氰胺在水溶液中的收集和提纯，及其通过结晶化的分离。

例如可以在相同申请人的专利Nr.IT 1400090中找到该目的的细节；因此除了特定应用领域尤其重要之外，将不再提及这一点，在这种情况下，由于三聚氰胺的生产中涉及较强腐蚀性的物质并且阀在其工作寿命期间经受的应力较剧烈：因此这就意味着用于不同用途的其他类型的阀(例如存在惰性流体或仅轻微腐蚀性流体)不能在该特定技术领域中使用。

背景技术

角阀在现有技术中是已知的。

为了完整性而在附图1中示出这些阀的一个示例V。

所述阀V包括阀体C和在所述阀体中的开闭件O；阀体C包括入口BI和出口BU，所述入口和出口分别对应于入口段SI和出口段SU敞开并且设有与用于将阀与带凸缘的管道或类似物相连接的所述入口段和出口段相对应的相应入口凸缘FI和出口凸缘FU。

阀V包括主密封件TP，其独立于阀体C，由硬度低于阀体C和开闭件O的材料制成，从而当开闭件O抵靠时被压缩并产生密封。主密封件TP是容纳在阀体C中的环，用于限定开闭件的适当的抵靠座。

在这些阀V中，出口BU的内部段是圆柱形的：在凸缘FU所处的位置处对应于出口段终止的出口BU的圆柱形管道紧接着开闭件的座的下游开始。

在安装期间，阀的凸缘FU和相邻的带凸缘的管道(或类似部件)的凸缘连接并紧固：密封垫GT设置在二者之间，并且在紧固之后被压缩并且防止损失。

密封垫GT通常其直径稍大于阀的出口段的直径和对应于带凸缘的管道的直径(以便使其不占据出口段的开口)；密封垫GT在压缩状态下也具有一定的厚度(即使较小)。

该状态确保了在组装状态下在内部中产生较小的圆周通道GC(对应于阀与带凸缘的管道之间的连接区域)。

上述类型的这些已知的阀V具有与其整个生产相关的各种缺点。

关于这一点，应注意，虽然这些缺点通常总是存在，但在用于生产三聚氰胺的工厂的特定应用领域中更加强烈地突显，其中这些阀通常用于调节有可能在高温下的侵蚀性高腐蚀性流体的压力，其中气相和液相还可以共存。

与在开闭件O下游流体的膨胀相关，在已知的阀的出口BU中由于其构造而产生湍流：这些湍流加剧了阀体的(尤其是出口的)壁和与其相连的带凸缘的管道的壁的侵蚀，还要考虑到除了通常存在的那些，由于循环的具体流体而引起额外的腐蚀现象。

通道GC实际上位于尤其经受在出口BU(其实际上紧接着在它的下游)中产生的湍流的区域中，并且因此尤其暴露于侵蚀和腐蚀现象，这既损坏出口BU、管道的凸缘，有损坏与阀V相连的带凸缘的管道。

其次，该圆周通道GC产生流体中额外的湍流，这与在出口BU中引起的那些湍流一起恶化了对于管道下游的总体情况，尤其是当流体如在所涉及的技术领域中是尤其腐蚀性时。

而且，由于出口具有恒定的直径(其内部是圆柱形的)，其有助于增加流体循环中的湍流。

已知的阀的另一个缺点在于，限定用于开闭件O的抵靠座的主密封件TP随时间而磨损并且必须以规则的间隔被替换，以确保阀正确工作。

由于具体构造，替换所述密封件TP的仅有方式是在插置有开闭件O的阀体的一侧上介入：这意味着在维护期间，设置在阀体C上的可打开的盖通常必须与开闭件一起拆除，进行密封件TP的替换或维护，并且重新组装开闭件和盖，有可能替换后者的在介入期间已经损坏的密封垫。

可以容易想到，这种介入意味着阀较长时间的停用和较复杂的介入。

所产生的其他缺点涉及这些阀的某些具体组装条件。

当实际上在如所涉及的在用于生产三聚氰胺的工厂中操作时，阀V可以组装在进入反应器的原料的入口上，并且因此定位成出口段SU位于比入口段SI(因此在较低高度处)高的位置处(较大高度处)。

当阀处于关闭位置(即，开闭件O缓冲在其座TP上)时，反应器内的三聚氰胺倾向于收集在紧接着在开闭件O下游的出口BU中，并且由于重力而在此停留与阀处于关闭状态一样长的时间。

如果已积聚在出口BU中的三聚氰胺(或更一般地循环流体)结晶，则易于关闭出口段SU，完全阻塞通道或至多将减小开度，因而减小阀的总流量和/或产生不可接受的压降。

而且，如果三聚氰胺在开闭件O的头部上结晶，则即使阀被致动以打开，也将容易有助于将其保持在关闭状态，因而妨碍阀的正确工作。

发明内容

本发明的第一个目的是克服现有技术的缺点。

本发明的第二个目的是提供上述类型的阀，其中流体在开闭件下游呈现湍流较少的运动，因而减少由于在存在较强腐蚀性流体的情况下的腐蚀和/或侵蚀引起的磨损现象。

本发明的第三个目的是提供一种阀，其中对形成开闭件的抵靠座的主密封件的替换较快速且较不复杂，并且因此最终成本较低。

本发明的目的涉及控制角阀，该控制角阀具有所附权利要求1的特征。

本发明基础的总体想法是提供主密封件，以便除了开闭件的抵靠座，其还包括管状延伸部，该管状延伸部延伸到出口中，直到其突出超过阀体的出口段为止，在阀体外侧延续一定长度。

这样，在阀的组装状态下，管状延伸部设置在出口凸缘的密封区域上，覆盖可能的圆周通道，因而解决了与其相关的上述问题。

侵蚀点因此与额外形成的湍流一起被消除，因此对于阀和下游管道减少了腐蚀和侵蚀。

而且，与开闭件的抵靠座相对应，阀体在其内部中具有环状突起，其在阀体内突出并且在出口段的上游限定其直径小于出口段的直径的通道。

根据有利特征，该管状延伸部至少对于其纵向延伸部的一部分在内部是朝向所述出口段发散的截头圆锥形的，因而减少在操作状态下由穿过阀的流体引入的湍流。

这有效地克服了上述已知阀的缺点。

首先，实际上由于使用紧接着在开闭件下游处发散的截头圆锥形段儿时的通道段变宽，对应于该区域在刘体智产生的漩涡运动减少，因而有助于大大减少流体的涡流，总体上的改进是减小了所引起的腐蚀和侵蚀现象。

根据本发明的阀的有利可选特征，所述主密封件还包括位于所述阀体外部的环状轮缘，所述环状轮缘对应于所述出口凸缘的前段中的一个至少部分地安装在所述出口凸缘上：这样，主密封件也形成凸缘的密封垫，其与所述主密封件成一体，并且因此最终与开闭件的抵靠座成一体。

该特征可以完全消除圆周通道及其相关问题。而且，构造和组装简单，并且减少了相关部件的数量，这使得该特征是尤其有利的。

根据另一有利特征，主密封件可以被远离出口段的一侧拉动；简言之，者之所以能实现是由于阀体和主密封件的适当构造(在下文详细说明中将更明显)：能通过出口段拉出容纳在阀体中的主密封件使其可以非常容易且快速地被替换，而不必拆卸阀体，同时还可以替换开闭件的抵靠座；实际上不必再打开盖并取出开闭件，以便拆卸开闭件的座，这是因为相对于开闭件从相反一侧即可将其取出。

最后，根据另一个有利方面，可以用出口中的清洗流体实现冲刷，以防止在阀中经过的工作流体或反应器中的三聚氰胺在阀的关闭状态下停滞在口中并将其阻塞。

优选地在紧接着开闭件的座的下游的出口的区域中进行冲刷。

优选地用不结晶的清洗流体(例如氨水)进行冲刷。

在第一实施例中，借助至少一个冲刷管道实现冲刷，所述冲刷管道在紧接着开闭件的下游的出口中敞开。

在第二实施例中，借助在开闭件的杆部(或腿部)中延伸并且在开闭件的头部上敞开的至少一个管道进行冲刷，从而将清洗流体引入到紧接着在开闭件的座的下游的出口的区域中。

本发明的其他可选有利特征在所包含的权利要求中获得，其应被认为是本发明的一部分。

附图说明

下文将参照在附图中以说明且非限制性目的示出的非限制性示例说明本发明。所述附图示出本发明的不同方面和实施例，并且其中适当的附图标记指示结构、部件、材料和/或不同附图中的类似元件用类似的附图标记指示。

图1示出根据现有技术的截面图；

图2示出根据本发明的阀的截面图；

图3示出图2的阀的放大细节；

图4示出本发明的阀的改进版。

具体实施方式

鉴于本发明可以具有各种变型和替代构造，附图中仅示出一些相关实施例并且在下文中详细说明。

但应理解，本发明不限于所示具体实施例，相反，而是意在覆盖落在权利要求限定的本发明的范围内的所有变型、替代构造和等同部件。

“例如”、“等等”、“或”的使用指示非排他性替代方案，而不加以限制，除非另外指明。“包括”的使用意味着“包括但不限于”，除非另外指定。

术语“上游”和“下游”是指在阀中在其工作期间流体的正常方向，即，从入口到出口。

上文已经说明了图1的已知的阀V，并且因此将不对其做进一步说明。

参照图2和3，这些图示出根据本发明的角阀的实施例，其总体上用附图标记1指示。

阀1包括阀体2和在所述阀体2中的活动开闭件3。

开闭件3的致动可以根据要求而以各种方式实现，例如借助控制轮，该控制轮可以根据要求被手动地或借助伺服马达驱动。

阀体2包括对应于入口段6敞开的入口4和对应于出口段7敞开的出口5。

两个口4和5设有与入口段6和出口段7相对应的入口凸缘8和出口凸缘9，用于将阀1与带凸缘的管、设备的带凸缘的口或类似物相连。

凸缘8、9的形状可以根据要求变化，并且对此将不再提及，这是因为这对于本领域技术人员是已知的并且对于理解本发明不是必要的。

阀1包括主密封件10，其与阀体2独立并且至少部分地容纳在后者中：主密封件10限定用于开闭件3的抵靠座11，所述开闭件在阀1的关闭状态下支靠在所述座上以关闭通过阀1的流体通路。

术语“与阀体独立”在此是指阀体2和主密封件10是优选地由不同材料制成的两个不同部件。

根据在此提供的教导，主密封件10包括管状延伸部12，该管状延伸部在所述出口5内侧延伸并且突出超过出口段7到阀体2外侧。

在所示的非限制性示例中，管状延伸部12在内部是朝向出口段7发散的截头圆锥形的：这进一步减少了由在操作条件下穿过阀1的流体引入的湍流，获得了上述优点。

顺便提及，应注意，即使管状延伸部内部是圆柱形的或具有其他形状，也能消除上述与圆周通道相关的问题：为此，实际上延伸超过出口段就足够了，从而具体地安装在产生圆周通道的区域上。

而在所示示例中，管状延伸部12的内部完全是截头圆锥形的，在其他实施例中其是对于其优选地紧接着在开闭件的座的下游的纵向延伸部的只是一部分发散的截头圆锥形的，但也可以根据要在流体上获得的效果而具有小圆柱形或截头圆锥形会聚段和/或具有抛物线走向或设有小脊部。

术语“截头圆锥形发散”是指流体在阀1中的正常通过方向，并且尤其是意味着相关截头圆锥的较大直径对应于在阀体2外侧的管状延伸部12的自由端。

主密封件10还包括位于阀体2外侧的环状轮缘13。

所述环状轮缘13用作密封唇并且与出口凸缘9的前段相对应地至少部分地安装在出口凸缘上，以形成凸缘9的实际密封垫，其因此与主密封件10成一体并且因此与开闭件3的抵靠座11成一体。

这避免了使用密封垫自身，实现了上述优点。

开闭件3的抵靠座11是汇聚截头圆锥形的，这是因为相关截头圆锥的较大直径面向开闭件3；类似地，开闭件3也具有截头圆锥形的头部。

对应于开闭件3的抵靠座11，阀体2优选地在内部具有环状轮缘或突起14，其在阀体2内侧突出并且在出口段7的上游限定其直径小于出口段7的直径的通道，参见图3。

对应于环状突起14，可选地设有辅助密封件15，其继而包括用于组装成抵靠在环状突起14与主密封件10自身之间的密封环。

所述辅助密封件15用硬度小于所述主密封件10的材料的硬度的材料制成；如果例如主密封件10由硬度在150至290布氏硬度范围内的材料制成，则因此辅助密封件15由硬度在从24至150布氏硬度范围内的材料制成。

优选的材料对是例如：

-主密封件10由制成并且辅助密封件由银或钛制成；

-主密封件10由钢制成并且辅助密封件由银制成。

在阀1紧固在下游的带凸缘的管道上的过程中，这允许辅助密封件15被压缩以确保水密性。

辅助密封件15有利地防止在阀1中经过的流体进入座11与阀体2之间的空间：这被证明是有用的，尤其当该流体是易于固化(例如三聚氰胺)的产品而因此有难以拆卸主密封件10和座11的风险时。

关于阀1，主密封件10还包括对应于辅助密封件15产生的外部环状肩部16，辅助密封件组装成与面对出口段7的环状突起14的壁抵靠并且与面对开闭件3的外部环状肩部16的壁抵靠，以便可以通过出口段从阀体拆下主密封件10；这可以实现上述优点，将不再对其进行进一步说明。

用于密封的方案(可以替代地或组合地使用)是使用金属对金属密封件：实际上，这些代替辅助密封件15而产生在肩部16与阀体之间，并且对应于环状轮缘13的面向外(沿与开闭件相反的方向)的一侧，在后者与相邻凸缘之间。

金属对金属密封的产生对于本领域技术员是已知的并且因此将不再提及。

参照图4，其中示出的阀1有利地包括通到出口5中的冲刷管道100。

所述冲刷管道100在阀1外侧连接至清洗流体的供给回路(未示出)。

这样，清洗流体被引入到口5中：当阀1关闭时，冲洗流体避免工作流体在该区域中形成硬壳或结晶，因而避免阀1阻塞的可能性。

在该第一实施例中，冲刷管道100包括与环状分配器102流体连通的供给管道101，所述环状分配器设有紧接着在开闭件11的座的下游在出口5中敞开的多个冲刷口103。

在该实施例中，冲刷管道100由供给管道101、环状分配器102和口103构成。

冲刷管道100优选地敞开到紧接着位于开闭件的密封件11下游的出口5的区域中：在所示实施例中，这通过将冲刷口103定位在这样的位置中而实现，即，在由开闭件3当抵靠在其上时所占据的位置的下游与座相邻的位置。

在该实施例中，冲刷管道100因此至少部分地容纳或位于口5的壁中：实际上，其穿过它以到达环状分配器102。

后者可以例如由简单穿孔形状的环构成，其插入在口5中，或者借助管状延伸部12产生。

实际上可以发现，环状分配器102通过口5和管状延伸部12的连接而形成：后者实际上包括朝向口5敞开的圆周通道，其被后者关闭，形成限定环状分配器102的管道。

冲刷口103作为位于管状延伸部12上的多个孔而产生，其使得口7的内部与分配器102连通，而后者与供给管道101流体连通，其在阀1外侧连接至清洗流体源或等效地连接至所述流体的供给回路。

如果工作流体是三聚氰胺，则冲刷流体有利地是氨水。

如果阀1组装在热解反应器的三聚氰胺出口处以形成三聚氰胺，则以360℃至450℃的温度范围供给氨水。

在未示出的另一个实施例中，口5中的冲刷借助冲刷管道实现，该冲刷管道在开闭件3的杆部内延伸，直到其形成至少一个轴向冲刷口为止，该轴向冲刷口在开闭件3的头部上在其面对出口5的区域中敞开。

在其他实施例中，管道100和在杆部中穿过的管道可以共存，因而实现清洗流体的最优分配，确保减少使用的不便。

在这里提供的教导的启发下，本领域技术人员可以做出许多变型，其全部都应被认为等同于目前已描述的方案以及以下权利要求所述的方案。

因此已实现上述目的。

Claims (13)

1.角阀(1)，其包括阀体(2)和能在所述阀体(2)中运动的开闭件(3)，其中所述阀体(2)包括分别在入口段(6)和出口段(7)处敞开的入口(4)和出口(5)，并且包括与所述入口段(6)和出口段(7)相对应的相应的入口凸缘(8)和出口凸缘(9)，用于将阀(1)与带凸缘的管或设备的带凸缘的口或类似物相连，并且其中所述阀(1)包括主密封件(10)，该主密封件独立于所述阀体(2)并且至少部分地容纳在所述阀体中，所述主密封件(10)限定所述开闭件(3)的抵靠座(11)，

其特征在于，

所述主密封件(10)包括管状延伸部(12)，该管状延伸部延伸到所述出口(5)中并且在所述阀体(2)外部突出超过所述出口段(7)，从而减少在操作状态下由通过所述阀(1)的流体引入的湍流。

2.根据权利要求1所述的角阀(1)，其特征在于，所述管状延伸部(12)至少对于其纵向延伸部的一部分在内部是朝向所述出口段(7)发散的截头圆锥形的。

3.根据权利要求1或2所述的角阀(1)，其特征在于，所述主密封件(10)还包括位于所述阀体(2)外部的环状轮缘(13)，所述环状轮缘对应于所述出口凸缘(9)的前段至少部分地安装在所述出口凸缘(9)上，以产生与限定所述开闭件(3)的所述抵靠座(11)的所述主密封件(10)成一体的所述凸缘(9)的密封件。

4.根据权利要求1、2或3所述的角阀(1)，其特征在于，用于所述开闭件(3)的所述抵靠座(11)是会聚的截头圆锥形的，这是因为面向所述开闭件(3)的对应截头圆锥的直径较大。

5.根据上述权利要求中的一项或多项所述的角阀(1)，其特征在于，所述管状延伸部(12)在内部是完全发散的截头圆锥形的，这是因为截头圆锥的较大直径对应于所述阀体(2)外部的所述管状延伸部(12)的自由端。

6.根据上述权利要求中的一项或多项所述的角阀(1)，其特征在于，对应于所述开闭件(3)的所述抵靠座(11)，所述阀体(2)在内部具有环状突起(14)，该环状突起在所述阀体(2)内部突出，并且在所述出口段(7)上游限定其直径小于所述出口段(7)的直径的通道。

7.根据前述权利要求所述的角阀(1)，还包括辅助密封件(15)，该辅助密封件继而包括在抵靠状态下组装在所述环状突起(14)与所述密封件(10)之间的密封环。

8.根据前述权利要求所述的角阀(1)，其特征在于，所述主密封件(10)包括对应于所述辅助密封件(15)设置的外部环状肩部(16)，所述辅助密封件(15)组装成与面对所述出口段(7)的所述环状突起(14)的壁抵靠并且与面对所述开闭件(3)的所述外部环状肩部(16)的壁抵靠。

9.根据权利要求7或8所述的角阀(1)，其特征在于，所述辅助密封件(15)的材料的硬度小于所述主密封件(10)的材料的硬度。

10.根据权利要求9所述的角阀(1)，其特征在于，所述辅助密封件(15)的材料的硬度范围是24至150布氏硬度，并且所述主密封件(10)的材料的硬度范围是150至280布氏硬度。

11.根据上述权利要求中的一项或多项所述的角阀(1)，包括敞开到所述出口喷嘴(5)中的至少一个冲刷管道(100)，其用于通过至少一个冲刷口(103)将清洗流体输送到所述口(5)中，以便防止在阀关闭状态下工作流体停滞在出口喷嘴中。

12.根据前述权利要求所述的角阀(1)，其特征在于，所述冲刷管道(100)在所述角阀(1)外部可操作地与清洗流体的供给回路相连。

13.根据权利要求11或12所述的角阀(1)，其特征在于，所述冲刷管道(100)在紧接着在所述开闭件的所述抵靠座(11)的下游的所述出口喷嘴的区域中敞开。